CC BY
63
Литература
1. Руководство по эксплуатации Nano Spray Dryer B-90, Версия A [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.buchi.com. 2011.
2. Илела А. Э., Лямина Г. В., Двилис Э. С., Божко И. А., Гердт А. П. Синтез наноразмерных оксидов алюминия и циркония из водных и водно-спиртовых растворов с полиэтиленгликолем // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.33. №3. С.55-62.
3. Илела А. Э., Лямина Г. В., Качаев А. А., Амантай Д. , Колосов П. В., Чепрасова М. Ю. Получение нанопорошков оксида алюминия и циркония из растворов их солей методом распылительной сушки // Бутлеровские сообщения. 2013. Т.33. №2. С.119-124
Уалиева .ПК.\ Берекеева.А.Б.2
‘Студентка 3-курса, Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева; “ученица, 10-го класса города Астаны РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ИХ ПЕРСПЕКТИВНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
КАЗАХСТАНА
Аннотация
Эта статья посвящена добыче и применению редкоземельных элементов в нашей республике, стране, где встречается все элементы из таблицы Менделеева. Это своего рода предложение обогатиться, используя природные запасы Казахстана.
Ключевые слова: редкоземельные элементы, лантан для литий-ионной батареи, оксид церия.
Ualiyeva.N.K.i, Berekeyeva.A.B2.
‘Student 3 courses, Euroasian national university after L.N. Gumilev; “Pupil, school Astana
RARE-EARTH METALS AND THEIR PERSPECTIVE IMPORTANCE IN THE INDUSTRY OF KAZAKHSTAN
Abstract
This article is devoted to production and application of rare-earth elements in our republic, the country where meets all elements from Mendeleyev's table. This some kind of offer to be enriched, using natural stocks of Kazakhstan.
Keywords: rare-earth elements, lanthanum for lithium - the ion battery, cerium oxide.
«Химическая промышленность это одна из основ, без развития которой невозможна успешная индустриализация экономики. Она поставщик материалов для электронной промышленности, производства аккумуляторов, энергоэффективных строительных материалов, машиностроения, легкой промышленности и других отраслей экономики», - так особо отметил в своем выступлении Заместитель Премьер-Министра, министр индустрии и новых технологий Республики Казахстан Исекешев А.О. по развитию химической промышленности Казахстана в июне 2013 года.
Эта статья посвящена добыче и применению редкоземельных элементов в нашей республике, стране, где встречается все элементы из таблицы Менделеева. Это своего рода предложение обогатиться, используя природные запасы Казахстана. Почему же именно редкоземельные элементы?
А дело вот в чём: в настоящее время устройства, в создании которых широко используются редкоземельные металлы, стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. В частности, в производстве любого современного высокотехнологичного продукта используются эти элементы. Например, на производство одного айпада необходимо около 17 лантаноидов: лантан для литий-ионной батареи, неодимовый сплав используется в боковых магнитах, а для полировки экрана планшета необходим оксид церия.
Также редкоземельные элементы используют в радиоэлектронике, приборостроении, машиностроении, химической промышленности, в металлургии, в стекольной промышленности. В нефтяной промышленности они нашли применение в качестве катализаторов, в химической - в производстве лаков и красок. У некоторых редкоземельных металлов есть особенность благоприятно влиять на сплавы. Например, сплав Титана с Иттрием по прочности приближен в алмазу. Но в химической промышленности в последнее время ищут альтернативу редкоземельным металлам ввиду их стоимости. Это далеко не весь спектр применения данных металлов и их оксидов.
Теперь разберемся с вопросами, где и в каком виде находятся редкоземельные металлы, как их добывают и каковы их запасы в Казахстане.
Редкоземельные элементы содержатся в земной коре, апатитах,
бокситах, баритах, гранитах, базальтах, пироксенитах, андезитах, глинах, в рудах и каменном угле. По запасам сырья редкоземельные элементы не являются редкими, по суммарной распространенности они превосходят свинец в 10 раз, молибден — в 50 раз, вольфрам — в 165 раз, учитываем также тот факт, что Казахстан занимает в мире первое место по запасам вольфрама! Добывают эти металлы способом флотации, но методы извлечения из свинцово- цинковых, полиметаллических руд, каменных углей еще не найдены. Хотя содержание Скандия в рудах Центрального Казахстана даже выше мирового содержания этого элемента в бокситах [1].
Точное количество запасов редкоземельных металлов в Казахстане еще не известно, но основными месторождениями являются: Жайремское, Заозерное, Тастыкольское, Лосевское, Кундыбайское, Текелийское месторождения , Карагандинский угольный бассейн.
В настоящий момент, как таковой, промышленности редкоземельных металлов в РК нет, доля от мирового рынка очень мала. Но как пишет NUR KZ от 2 января 2013 (Рубрика: Экономика и Бизнес) в будущем планируется ввести Казахстан в десятку первых экспортеров редкоземельных металлов. Проект по производству редкоземельных концентратов стоимостью 4,4 миллиардов тенге ТОО «Сареко» (совместного предприятия НАК «Казатомпром» и японской «Sumitomo Atom»), введенный в эксплуатацию в Акмолинской области в рамках реализации государственной программы форсированного индустриальноинновационного развития, презентовали Президенту Казахстана Нурсултану Назарбаеву в декабре 2012 года [2].
Еще один шаг, предпринятый Президентом Казахстана, это подписание соглашения о партнерстве с Германией и Кореей.
Германия и Казахстан договорились 8 февраля 2012 г. о стратегическом партнерстве, которое предусматривает предоставление немецким компаниям прав на ведение разведки, а также добычу редкоземельных металлов и других полезных ископаемых в Казахстане в обмен на инвестиции в инфраструктуру и производственный сектор [3].
«Казахстан совместно с Южной Кореей будет добывать на своей территории редкоземельные металлы, сообщил в четверг Президент Казахстана Н.Назарбаев, передает ИА Новости-Казахстан от 13 сентября 2012 года. «Мы будем вместе с корейскими компаниями добывать редкоземельные металлы в обмен на новейшие технологии. Технологии и индустрия Южной Кореи являются передовыми»,- сказал он по итогам переговоров с Президентом Южной Кореи в Астане. Назарбаев отметил, что в целом казахстанско-корейские отношения стабильно развиваются.
Весомой причиной уделить больше внимания и средств на разведывание месторождений редкоземельных элементов, на их добычу и обработку, стабилизацию работы Степногорского завода является тот факт, что спрос на эти элементы уже многие
51
годы превышает предложение, так как хоть и запасы их сосредоточены по всему миру, но не везде их добыча экономически оправдана. На данный момент, как указывает Давыдов Г.И., самым крупным экспортером редкоземельных элементов является Китай, монопольно удовлетворяющий ежегодную потребность в этих металлах (около 135 тысяч тонн).
В заключение, развитие редкоземельной отрасли в республике позволит вывести промышленность Казахстана на качественно новый технический уровень; в статье предложено уделить внимание, в частности, промышленности редкоземельных элементов, запасы которых находятся в основном на востоке и в центре Казахстана.
Резюме. Сделан обзор и исследована важность развития редкоземельной отрасли промышленности.
Summary. The importance of the development of rare earth industry was investigated and reviewed.
Литература
1. Давыдов Г.И., Студенцов В.В., Абишев Д.Н., Петров А.А. «Извлечение редкоземельных металлов из полиметаллических руд и техногенного сырья», 1998, с.7.
2. ИА Новости-Казахстан от 25 декабря 2012 года.
3. Журнал «Мосты», март 2012, Выпуск 1
Хентов В.Я
Профессор, доктор химических наук, Южно-Российский государственный политехнический университет имени М.И.
Платова
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И ПРОЧНОСТЬ ТВЕРДОГО ТЕЛА
Аннотация
Показано, что прочностные характеристики твердого тела связаны с энергией химической связи. Теоретическая прочность во много раз превышает технологическую прочность. Это проявляется для материалов неметаллической природы, содержащих неполярные ковалентные связи.
Ключевые слова: Химическая связь, теоретическая и технологическая прочность, закон Гука, дислокации, модуль упругости Юнга
Khentov V.Ya
South-Russian State Polytechnic University named after M. Platov
CHEMICAL BOND AND STRENGTH OF SOLIDS
Abstract
Shows that the strength properties of solid body are connected with the energy of the chemical bond. Theoretical strength is many times higher than the technological strength. This is for non-metallic materials of nature, containing nepolarnye covalent bonds.
Keywords: chemical bond, theoretical and technological strength, Hooke's law, dislocation, Young's modulus of elasticity
Представление о химической связи является основополагающим в учении о строении вещества. С материаловедческой точки зрения представляется интересным рассмотрение роли химической связи в связи проблемой прочности твердого тела. Прочность - это сопротивляемость твердого тела разрушению, определяемая характером химической связи и дефектами кристаллической решетки, в первую очередь - дислокациями. Дислокации несут ответственность за появление микротрещин, предшествующих процессу разрушения.
Экспериментально наблюдаемая картина растяжения твердого тела (зависимость напряжения P, приложенного к твердому телу, от относительного удлинения тела Е) представлена на рис. 1. Участок кривой АВ соответствует области упругой деформации и подчиняется закону Гука:
P = ЕЕ
где P - напряжение; Е = Al/l - относительное удлинение; l - первоначальная длина тела; Al - приращение длины тела при приложенной нагрузке; Е - коэффициент пропорциональности, получивший название модуля упругости Юнга.
Рис. 1. Диаграмма растяжения твердого тела
Закон Г ука действует до определенного предела напряжения P, называемого пределом упругости. В области АВ дислокации остаются в покое. В области ВС наблюдается пластическая деформация или текучесть (перемещение одной плоскости относительно другой). Дислокации приобретают подвижность. Снятие нагрузки не приводит к первоначальному состоянию в кристалле.
При пластической деформации накопление дислокаций начинает тормозить их движение. Кристалл деформирован, но происходит его упрочнение (область CD). При дальнейшем росте нагрузки напряжения концентрируются в зоне дислокаций. Появляется микротрещина. Незначительное повышение напряжения раскалывает кристалл. Такое напряжение называют пределом прочности.
Тип химической связи определяет способность кристалла к пластической деформации или хрупкому разрушению.
В кристаллах с ковалентной связью (атомной решеткой) незначительное смещение атомов друг относительно друга приводит к тому, что связи разрушаются быстрее, чем образуются новые. К таким кристаллам относятся алмаз, германий, мышьяк и др. Они после достижения предела упругости подвержены хрупкому разрушению. Такие кристаллы не проявляют пластической деформации.
В кристаллах с металлической связью, не имеющей строгой направленности, проявляется высокая пластичность. Перемещение атомов друг относительно друга в пределах плоскости скольжения не приводит к разрушению металлической связи, а смещение плоскостей может происходить на расстояние до нескольких тысяч атомных расстояний.
Кристаллы с ионной связью занимают промежуточное положение. Они могут быть подвержены как хрупкому разрушению, так и пластической деформации.
52
